机械设计基础-图文课件第10章

第10章1气压传动基础知识目录10.110.2空气的性质气体状态方程10.1空气的性质10.1.1空气的组成自然界的空气是由若干种气体混合而成的，其主要成分是氮气（N2）和氧气（Ｏ2）,其他气体占的比例极小，此外，空气中常含有一定量的水蒸气。含有水蒸气的空气称为湿空气，不含有水蒸气的空气称为干空气。标准状态下（即温度t=0℃、压力为1Pat=0.1013MPa，重力加速度g=9.8066m/s2，分子量M=28.962），干空气的组成见表10-1。10.1空气的性质10.1.1空气的组成10.1空气的性质10.1.1空气的组成空气的密度表示单位体积内空气的质量，用ρ表示，即（10-1）1.密度10.1空气的性质10.1.1空气的组成空气的黏度是空气质点相对运动时产生阻力的性质。空气黏度的变化只受温度变化的影响，且随温度的升高而增大，主要是温度升高后，空气分子运动加剧，使原本间距较大的分子之间碰撞增多的缘故。而压力的变化对空气黏度的影响很小，可忽略不计。2.黏度10.1空气的性质10.1.3空气的湿度与露点（1）绝对湿度。空气的绝对湿度是指单位湿空气体积中所含的水蒸气质量。即（10-2）式中，x为绝对湿度，kg/m3；ms为水蒸气质量，kg；V为湿空气体积，m3。1.湿度10.1空气的性质10.1.3空气的湿度与露点（2）相对湿度。相对湿度是指在某温度和总压力不变的条件下，其绝对湿度x与饱和绝对湿度xb的比值，用Φ表示,即

（10-3）湿空气的Φ值在0～100%变化，空气绝对干燥时，Φ＝0；空气湿度达到饱和时，Φ＝100%。通常，空气的Φ值为60%～70%时人体感到舒适。1.湿度10.1空气的性质10.1.3空气的湿度与露点露点是指在规定的压力下，当温度一直下降到空气成为饱和状态时，水蒸气开始凝结的瞬时温度。降温除湿就是利用湿空气在温度降到露点以下时有水滴析出完成的。2.露点10.1空气的性质10.1.4气体体积的易变特性及压缩空气气体与固体和液体相比最大的特点是分子间的距离相当长，分子运动起来较自由，分子间的内聚力小，体积随压力和温度的变化而变化。气体与液体相比有明显的可压缩性。1.气体体积的易变特性10.1空气的性质10.1.4气体体积的易变特性及压缩空气气动技术采用的压缩空气是通过空气压缩机获得的。压缩机压缩的空气称为压缩空气，未经压缩的空气称为自由空气。空气压缩机压缩空气时，温度可高达250℃，而快速排气时，温度可降至-100℃。湿空气被压缩后，单位容积里所含水蒸气量增大，同时温度升高。当压缩空气冷却时，其相对湿度增加，待温度降至露点后便有水滴析出。2.压缩空气10.2气体状态方程10.2.1理想气体的状态方程所谓理想气体，是指不计黏性的气体。一定质量的理想气体在状态变化的某一稳定瞬时，有以下气体状态方程成立：

（10-4）式中，p1、p2为气体在1、2两状态下的绝对压力，Pa；V1、V2为气体在1、2两状态下的体积，m3；T1、T2为气体在1、2两状态下的热力学温度，K。2.压缩空气10.2气体状态方程10.2.1理想气体的状态方程实验证明：理想气体状态方程适用于绝对压力不超过20MPa、温度不低于20℃的空气、氧气、氮气、二氧化碳等，不适用于高压状态和低温状态下的气体。2.压缩空气10.2气体状态方程10.2.2理想气体的状态变化过程一定质量的气体，在体积不变的条件下，所进行的状态变化过程，称为等容过程。等容过程的状态方程为

（10-5）式（10-5）表明：当体积不变时，压力上升，气体的温度随之上升；压力下降，气体的温度随之下降。1.等容过程（查理定律）10.2气体状态方程10.2.2理想气体的状态变化过程一定质量的气体，在压力不变的条件下，所进行的状态变化过程，称为等压过程。等压过程的状态方程为（10-6）式（10-6）表明：当压力不变时，温度上升，气体的体积增大（气体膨胀）；温度下降，气体的体积缩小。2.等压过程（盖-吕萨克定律）10.2气体状态方程10.2.2理想气体的状态变化过程一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，所进行的状态变化过程，称为等温过程。气体状态变化很慢时，可视为等温过程，如气动系统中的气缸运动、管道送气过程等。等温过程的状态方程为p1V1=p2V2（10-7）式（10-7）表明：在温度不变的条件下，气体压力上升时，气体体积被压缩；气体压力下降时，气体体积膨胀。3.等温过程（波意耳定律）10.2气体状态方程10.2.2理想气体的状态变化过程一定质量的气体，在其状态变化过程中，和外界没有热量交换的过程称为绝热过程。当气体状态变化很快时，如气动系统的快速充、排气过程，可视为绝热过程。其状态方程式为

（10